周浩媛, 劉 翔, 高政權(quán), 孟春曉, 李 斌, 向文洲

我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及展望

周浩媛1, 劉 翔2, 高政權(quán)2, 孟春曉2, 李 斌3, 向文洲4

(1. 山東工商學(xué)院 公共管理學(xué)院, 山東 煙臺(tái) 264005; 2. 濱州醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院, 山東 煙臺(tái) 264003; 3. 山東省畜產(chǎn)品質(zhì)量安全中心, 山東 濟(jì)南 250022; 4. 中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所, 廣東 廣州 510301)

微藻應(yīng)用前景廣闊, 是國(guó)際生物技術(shù)領(lǐng)域新資源物種和新資源產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)方向。我國(guó)的微藻開(kāi)發(fā)應(yīng)用已超過(guò)半個(gè)世紀(jì), 養(yǎng)殖產(chǎn)量已達(dá)全球的三分之二, 微藻受到越來(lái)越多的關(guān)注。但微藻產(chǎn)業(yè)在我國(guó)發(fā)展還不規(guī)范, 其產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善。本文介紹了我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì), 并闡述了微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建的重要性。針對(duì)微藻種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、生產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)體系等方面, 較為全面地分析了我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化存在的問(wèn)題。結(jié)合微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀, 圍繞種質(zhì)資源分類(lèi)的基礎(chǔ)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn), 規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)工藝的技術(shù)規(guī)程類(lèi)標(biāo)準(zhǔn), 產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分或活性物質(zhì)的檢測(cè)方法類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)以及反映產(chǎn)品質(zhì)量和安全的產(chǎn)品類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)維度, 提出了關(guān)于構(gòu)建微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系的思考, 并對(duì)加強(qiáng)我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作提出對(duì)策建議。

微藻產(chǎn)業(yè); 標(biāo)準(zhǔn)化; 現(xiàn)狀; 問(wèn)題; 對(duì)策

微藻是指?jìng)€(gè)體微小、在顯微鏡下才能識(shí)別其形態(tài)特征的藻類(lèi), 按傳統(tǒng)生物分類(lèi)觀念, 也是最低等、光合效率最高的植物, 具有生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、可高產(chǎn)蛋白、油脂和碳水化合物, 并富含極為豐富的生物活性物質(zhì)等生理特性[1]。與傳統(tǒng)農(nóng)作物相比, 微藻作為新型生物資源開(kāi)發(fā)具有不占用耕地、節(jié)約淡水、生長(zhǎng)代謝易定向調(diào)控、高效資源化利用CO2以及有效避免傳統(tǒng)作物種植中的土壤排放溫室氣體等優(yōu)點(diǎn)[1]。微藻是新型/戰(zhàn)略生物資源開(kāi)發(fā)的寶庫(kù), 長(zhǎng)期以來(lái)均是國(guó)際生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)研發(fā)方向。微藻產(chǎn)業(yè)通過(guò)大規(guī)模商業(yè)化培養(yǎng)生產(chǎn)和加工利用微藻生物質(zhì), 在醫(yī)藥保健、食品、飼料、新材料、可再生能源、污染治理、碳減排等領(lǐng)域得到了一定程度的應(yīng)用, 并具有不斷創(chuàng)新發(fā)展的廣闊前景[2-3]。

與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)作物相比, 微藻產(chǎn)業(yè)是一個(gè)正在快速培育和發(fā)展中的產(chǎn)業(yè), 產(chǎn)業(yè)鏈條涵蓋藻種選育、培養(yǎng)、加工、產(chǎn)品應(yīng)用等復(fù)雜環(huán)節(jié), 并交織著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)的一些共同的技術(shù)特征, 我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚, 基礎(chǔ)薄弱, 伴隨著新資源藻種及新資源產(chǎn)品開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)逐步加快的趨勢(shì), 相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范已經(jīng)跟不上技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品研制進(jìn)程的需求。近年來(lái)雖然開(kāi)展了一些標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作, 但至今尚未形成較為完整的標(biāo)準(zhǔn)化體系, 一定程度上制約了微藻新產(chǎn)品的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用推廣和相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。如何構(gòu)建微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系, 有力推動(dòng)微藻原料生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展及其與下游應(yīng)用行業(yè)的深度融合, 加速微藻研發(fā)生產(chǎn)要素向食品營(yíng)養(yǎng)品、水產(chǎn)飼料、生態(tài)農(nóng)業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域拓展, 推動(dòng)微藻產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)高值化升級(jí)及健康可持續(xù)發(fā)展, 是一個(gè)值得關(guān)注和深入探討的問(wèn)題。

1 我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)微藻資源開(kāi)發(fā)起源于20世紀(jì)60年代初饑荒年代的小球藻生產(chǎn)及水產(chǎn)育苗中的微藻餌料培養(yǎng), 但真正的產(chǎn)業(yè)化起步始于20世紀(jì)80年代中期螺旋藻和鹽生杜氏藻規(guī)模培養(yǎng)的形成。20世紀(jì)70年代, 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所、南京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院植物研究所等單位分別引進(jìn)螺旋藻藻種, 開(kāi)展了培養(yǎng)及光合產(chǎn)氫試驗(yàn)研究。1984年, 原國(guó)家農(nóng)牧漁業(yè)部科技司成立了科研協(xié)作組, 組織多家單位開(kāi)展了螺旋藻蛋白質(zhì)資源開(kāi)發(fā)可行性研究試驗(yàn), 并提交了“關(guān)于螺旋藻研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)建議”[4]。1985年, 原國(guó)家經(jīng)委立項(xiàng), 組織了微藻開(kāi)發(fā)協(xié)作攻關(guān), 并把螺旋藻蛋白質(zhì)的開(kāi)發(fā)利用列入國(guó)家第七個(gè)五年計(jì)劃。在著名藻類(lèi)學(xué)家曾呈奎院士和黎尚豪院士的領(lǐng)導(dǎo)下, 藻類(lèi)科研工作者進(jìn)行了螺旋藻生理、生態(tài)、優(yōu)良品系選育、養(yǎng)殖、加工及應(yīng)用等多方面的研究, 為我國(guó)螺旋藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ), 也標(biāo)志著我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車(chē)道[5]。

經(jīng)過(guò)幾十年的探索, 目前我國(guó)微藻培養(yǎng)面積和產(chǎn)量已具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖的微藻品種主要包括螺旋藻、蛋白核小球藻、雨生紅球藻和鹽生杜氏藻等, 總生物量已超過(guò)1×104t, 成為世界上最大的微藻生產(chǎn)國(guó)家, 基于微藻養(yǎng)殖用于營(yíng)養(yǎng)與保健食品、生物餌料、動(dòng)物飼料、化妝品、生物質(zhì)能源生產(chǎn)以及二氧化碳的富集與利用、污廢水處理等也呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展趨勢(shì)。螺旋藻和小球藻是目前養(yǎng)殖生產(chǎn)規(guī)模最大的藻種, 其中我國(guó)螺旋藻產(chǎn)量已達(dá)9 000 t以上, 占世界螺旋藻總產(chǎn)量的80%[6]。受微藻生長(zhǎng)特性和產(chǎn)區(qū)氣候條件影響, 不同微藻的主產(chǎn)地分布也有所不同。螺旋藻產(chǎn)地主要分布在內(nèi)蒙古、廣西、海南、江西、江蘇、福建、山東等地區(qū), 包括開(kāi)放式跑道池和封閉式大棚等養(yǎng)殖方式[7]。小球藻養(yǎng)殖主要分布在福建、廣東、江西、山東等地區(qū), 養(yǎng)殖方式包括開(kāi)放式跑道池、封閉式光生物反應(yīng)器和異養(yǎng)發(fā)酵等[8]。當(dāng)前小球藻年產(chǎn)量已超2 000 t, 國(guó)際市場(chǎng)的年需求量約為8 000～10 000 t, 小球藻的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景十分廣闊[9]。2012年, 原衛(wèi)生部頒布《關(guān)于批準(zhǔn)蛋白核小球藻等4種新資源食品的公告(2012年第19號(hào))》, 正式批準(zhǔn)小球藻為新資源食品。雨生紅球藻養(yǎng)殖則是以南方地區(qū)為主, 主要分布在云南、海南、廣東等, 近年來(lái)山東等地也開(kāi)始嘗試養(yǎng)殖。鹽生杜氏藻養(yǎng)殖分布在鹽場(chǎng)或鹽湖資源豐富地區(qū), 主要集中在天津、新疆、山東、內(nèi)蒙古等北方地區(qū)[10]。鹽藻中含有大量的類(lèi)胡蘿卜素等多種生物活性物質(zhì)和人體所需的礦物質(zhì), 具有抗輻射、清除人體內(nèi)自由基、提高人體免疫力等作用[11]。原衛(wèi)生部2009年第18號(hào)規(guī)定將鹽藻及其提取物列入“新資源食品”, 現(xiàn)廣泛應(yīng)用于食品和保健品行業(yè)。目前市場(chǎng)上流通的微藻產(chǎn)品是通過(guò)養(yǎng)殖、采收、干燥等環(huán)節(jié)生產(chǎn)的初級(jí)加工物, 產(chǎn)品形式以干粉、片劑和膠囊為主[12-13]。近年來(lái), 也有一些微藻提取物產(chǎn)品開(kāi)始流行, 主要用于食品添加劑或天然色素等, 包括從螺旋藻來(lái)源的藻藍(lán)蛋白和雨生紅球藻來(lái)源的蝦青素等[14-15]。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和居民生活水平的不斷提高, 對(duì)不同品種和產(chǎn)品類(lèi)型的微藻需求日益增加, 微藻產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求十分迫切, 這些不斷增加的需求提升了行業(yè)對(duì)微藻從藻種選育、原料生產(chǎn)到產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)化的巨大需求。2012年3月我國(guó)螺旋藻產(chǎn)業(yè)“鉛超標(biāo)事件”, 實(shí)際上是以該藻為原料的片劑中鉛含量限量缺少明確規(guī)定, 導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)偏差, 引起檢驗(yàn)結(jié)果誤讀, 最終使螺旋藻產(chǎn)業(yè)陷入嚴(yán)重的信任危機(jī), 產(chǎn)品價(jià)格和市場(chǎng)銷(xiāo)量均出現(xiàn)明顯下滑[16]。經(jīng)此事件, 微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系成為藻類(lèi)行業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域工作者共同關(guān)注的熱點(diǎn)。同時(shí), 微藻產(chǎn)業(yè)也面臨著藻種資源家底不清、產(chǎn)品種類(lèi)少、產(chǎn)品形式過(guò)于單一、產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和精準(zhǔn)功能有待闡明、工業(yè)化大規(guī)模養(yǎng)殖模式尚未形成等問(wèn)題[13]。標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)發(fā)展的技術(shù)支撐, 也是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)保障。構(gòu)建微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系將對(duì)于提高微藻產(chǎn)品質(zhì)量, 推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等方面都具有重要作用。

2 我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

我國(guó)已發(fā)布實(shí)施的與藻類(lèi)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)167項(xiàng), 包括強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)24項(xiàng), 推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)23項(xiàng),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)61項(xiàng), 地方標(biāo)準(zhǔn)59項(xiàng)。其中, 微藻領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng), 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng), 地方標(biāo)準(zhǔn)34項(xiàng)。

相比大型海藻產(chǎn)業(yè), 微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作存在標(biāo)準(zhǔn)整體數(shù)量偏少, 覆蓋面偏窄, 部分領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)缺失, 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平有待提升, 標(biāo)準(zhǔn)化人員、隊(duì)伍和技術(shù)機(jī)構(gòu)積累不足, 體系構(gòu)建缺少頂層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)考慮等問(wèn)題。通過(guò)系統(tǒng)分析已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖的螺旋藻、小球藻、雨生紅球藻和鹽生杜氏藻等產(chǎn)業(yè), 發(fā)現(xiàn)微藻產(chǎn)業(yè)仍然存在著種質(zhì)資源評(píng)價(jià)缺乏標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)缺乏規(guī)范、產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善等諸多問(wèn)題。主要標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示。

圖1 中國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

2.1 微藻種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化涵蓋范圍過(guò)小

微藻種質(zhì)資源是微藻產(chǎn)業(yè)的“芯片”, 通過(guò)篩選和培育系列優(yōu)良微藻種質(zhì)資源, 能夠提高微藻的規(guī)?；呙芏扰囵B(yǎng), 保障并促進(jìn)我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)健康高效發(fā)展[17]。微藻個(gè)體小, 難分離, 單細(xì)胞純種易隨環(huán)境變化發(fā)生變異, 易喪失細(xì)胞生理活性和遺傳特性, 使得開(kāi)展微藻種質(zhì)資源分離、選育、鑒定、保存工作顯得尤為重要[18]。目前與微藻種質(zhì)資源相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)僅有農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布實(shí)施的《水產(chǎn)養(yǎng)殖用海洋微藻保種操作技術(shù)規(guī)范》(SC/T 2047—2006), 該規(guī)范對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖用微藻保種的術(shù)語(yǔ)和定義、設(shè)施設(shè)備和條件、基本操作與日常管理、藻種來(lái)源和分離純化、藻種保存培養(yǎng)、室內(nèi)小型擴(kuò)增培養(yǎng)及藻種種質(zhì)庫(kù)的建立與管理辦法等進(jìn)行了限定。但該標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了用于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物苗種培育、動(dòng)物性餌料生物、經(jīng)濟(jì)雙殼類(lèi)成體的餌料、凈化水質(zhì)的海洋單胞藻類(lèi), 對(duì)于目前已規(guī)模化生產(chǎn)且應(yīng)用廣泛的螺旋藻、雨生紅球藻等藻類(lèi)均未涵蓋。

2.2 微藻生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化跟不上技術(shù)發(fā)展, 缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)程

微藻生產(chǎn)技術(shù)工藝主要包括養(yǎng)殖、采收、殺菌、干燥等環(huán)節(jié)。已實(shí)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《螺旋藻養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范》(DB35/T 1095—2011)、天津市地方標(biāo)準(zhǔn)《淡水小球藻生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》(DB12/T 1067—2021)以及應(yīng)用于餌料領(lǐng)域的浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《單胞藻規(guī)?；囵B(yǎng)技術(shù)規(guī)范》(DB33/T 2300—2020)、浙江省寧波市地方標(biāo)準(zhǔn)《海洋微藻餌料規(guī)?；嘤夹g(shù)規(guī)范》(DB3302/T 162—2018)、全國(guó)城市工業(yè)品貿(mào)易中心聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《水產(chǎn)養(yǎng)殖用牟氏角毛藻培養(yǎng)操作技術(shù)規(guī)程》(T/QGCML 044—2020)和應(yīng)用于飼料領(lǐng)域的江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《飼料用小球藻粉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》(DB32/T 565—2010)。特別是隨著目前微藻養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展, 一些新培養(yǎng)方法、培養(yǎng)技術(shù)與培養(yǎng)裝備不斷在微藻生產(chǎn)中得到應(yīng)用, 并極大地提升了微藻養(yǎng)殖的技術(shù)水平與效率, 目前我國(guó)微藻生產(chǎn)技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)基本上仍以地方標(biāo)準(zhǔn)為主體, 且規(guī)模化養(yǎng)殖仍然主要集中于跑道池培養(yǎng)、管道式培養(yǎng)、CO2補(bǔ)碳技術(shù)、異養(yǎng)發(fā)酵等新技術(shù)、新工藝均未制定或納入新的生產(chǎn)規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中, 既缺少統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 也缺少下游生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)的技術(shù)規(guī)范。

2.3 微藻產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化亟待更新

系統(tǒng)科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)體系是反映微藻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和生物學(xué)功能的關(guān)鍵?，F(xiàn)行實(shí)施的微藻檢測(cè)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)僅包括《進(jìn)出口螺旋藻中藻藍(lán)蛋白、葉綠素含量的測(cè)定方法》(SN/T 1113—2002)和《紅球藻中蝦青素的測(cè)定—液相色譜法》(GB/T31520—2015)。例如, 蝦青素是目前發(fā)現(xiàn)的天然抗氧化能力最強(qiáng)的物質(zhì)之一, 在預(yù)防和治療眼睛疲勞[19-22]、心腦血管疾病[23]等方面具有良好的生理治療效果, 市場(chǎng)前景廣闊[24]。研究表明, 蝦青素發(fā)揮功能與其獨(dú)特的手性分子結(jié)構(gòu)有關(guān), 不同立體構(gòu)型蝦青素抗脂質(zhì)過(guò)氧化活性存在差異, 其中左旋蝦青素活性明顯高于右旋和混合型蝦青素[25-26]。然而, GB/T 31520—2015《紅球藻中蝦青素的測(cè)定液相色譜法》僅對(duì)雨生紅球藻來(lái)源的蝦青素順、反式結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè), 并未對(duì)旋光特異性檢測(cè)進(jìn)行規(guī)定[27]。此外, 螺旋藻含有豐富的活性物質(zhì), 研究表明藻藍(lán)蛋白和類(lèi)胡蘿卜素含量不能完整的反映螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì), 亟需建立包括螺旋藻多糖、γ-亞麻酸、DHA、葉綠素、β-胡蘿卜素以及SOD等理化指標(biāo)在內(nèi)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)[28]。但現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)只有關(guān)于螺旋藻藻藍(lán)蛋白、葉綠素等的檢測(cè)方法, 尚缺少統(tǒng)一的螺旋藻多糖等其他營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其次, 小球藻熱水提取物, 即商業(yè)上宣稱(chēng)的“小球藻生長(zhǎng)因子(CGF)”, 是小球藻不同于其他微藻的主要生物活性物質(zhì), 在促進(jìn)生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)免疫等方面具有良好功效[29-31], 且市場(chǎng)售價(jià)較高[32]。賈敬等[33]確立了小球藻熱水提取物主要功能成分的活性篩選手段, 并獲得3種新型功能成分。但目前尚無(wú)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 影響了該產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

2.4 微藻產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化不完善, 相關(guān)法規(guī)制定落后于行業(yè)發(fā)展

微藻產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化方面, 目前已有多部食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、綠色食品標(biāo)準(zhǔn)和地理標(biāo)志產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。已實(shí)施的食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)包括《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)藻類(lèi)及其制品》(GB 19643—2016)、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑藻藍(lán)》(GB 1886.309—2020)和《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑 β-胡蘿卜素(鹽藻來(lái)源)》(GB 1886.317—2021)。其中, 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)藻類(lèi)及其制品》(GB 19643—2016)適用于海帶、紫菜、裙帶菜、羊棲菜等海水藻類(lèi)和螺旋藻等淡水藻類(lèi), 為藻類(lèi)及藻類(lèi)制品開(kāi)展食品安全評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)依據(jù)。在品質(zhì)保障方面, 《食用螺旋藻粉》(GB 16919—1997)、《飼料用螺旋藻粉》(GB/T 17243—1998)、《雨生紅球藻粉》(GB/T 30893—2014)和《DHA藻油》(LS/T 3243—2015)相繼實(shí)施, 基本滿足螺旋藻、雨生紅球藻和微藻源DHA產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。但是, 小球藻和鹽藻產(chǎn)業(yè)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目前針對(duì)蛋白核小球藻產(chǎn)品的質(zhì)量安全控制主要參照新資源食品公告中規(guī)定“蛋白質(zhì)含量必須不低于58%”的要求, 而一般蛋白核小球藻蛋白質(zhì)含量大多在53%～55%,該標(biāo)準(zhǔn)反而成為限制行業(yè)發(fā)展的瓶頸[34]。

3 關(guān)于構(gòu)建我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系的思考

根據(jù)我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn), 以及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的定位, 按照標(biāo)準(zhǔn)體系的結(jié)構(gòu)要素與層次, 充分考慮標(biāo)準(zhǔn)之間邏輯屬性和合理構(gòu)架, 我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以分為兩大類(lèi): 一類(lèi)為橫向的基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn), 另一類(lèi)是按行業(yè)應(yīng)用分類(lèi)體系的標(biāo)準(zhǔn)。建立我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系可以從四個(gè)維度入手, 具體包括涉及種質(zhì)資源分類(lèi)的基礎(chǔ)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn), 規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)工藝的技術(shù)規(guī)程類(lèi)標(biāo)準(zhǔn), 產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分或活性物質(zhì)等的檢測(cè)方法類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)以及反映產(chǎn)品質(zhì)量和安全的產(chǎn)品類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(圖2), 形成科學(xué)合理、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。

圖2 中國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系待制定標(biāo)準(zhǔn)

建立種質(zhì)資源分類(lèi)的基礎(chǔ)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)方面, 為更廣泛地指導(dǎo)微藻企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展保種工作, 建議以《水產(chǎn)養(yǎng)殖用海洋微藻保種操作技術(shù)規(guī)范》(SC/T 2047—2006)為參考, 分別制定食用微藻、水產(chǎn)養(yǎng)殖用餌料微藻以及藥用微藻等在內(nèi)的微藻保種操作技術(shù)規(guī)范。此外, 我國(guó)尚無(wú)統(tǒng)一的微藻種質(zhì)評(píng)價(jià)、審定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范, 導(dǎo)致缺乏國(guó)家認(rèn)可的微藻優(yōu)良品種, 嚴(yán)重影響優(yōu)質(zhì)微藻種質(zhì)資源的普及推廣, 因此制定一套完整的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)微藻選育和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)體系顯得尤為重要。同時(shí), 針對(duì)一些特定的藻類(lèi)還要制定專(zhuān)門(mén)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 包括鈍頂螺旋藻和極大螺旋藻鑒別技術(shù)規(guī)程以及蛋白核小球藻鑒定技術(shù)規(guī)程。

微藻生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面, 首先需要推動(dòng)整合現(xiàn)有的相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)有微藻養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范及規(guī)程的基礎(chǔ)上, 推動(dòng)制定《螺旋藻養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范》《蛋白核小球藻養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范》《水產(chǎn)養(yǎng)殖用微藻規(guī)?；嘤夹g(shù)規(guī)范》。其次需要結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需求, 起草制定新標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)程。盡快制定《螺旋藻及其制品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》《蛋白核小球藻及其制品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》《雨生紅球藻及其制品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》《鹽藻及其制品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》, 填補(bǔ)微藻生產(chǎn)過(guò)程中采收、加工等工序環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)空白。需要注意的是, 由于受我國(guó)南北方地區(qū)光照、溫度等因素影響, 不同地區(qū)微藻養(yǎng)殖工藝不盡相同, 例如北方地區(qū)螺旋藻養(yǎng)殖一般以封閉式大棚為主, 而南方地區(qū)則以開(kāi)放式跑道池為主。從適用全國(guó)范圍的角度制修訂微藻養(yǎng)殖規(guī)范或者產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需要統(tǒng)籌兼顧考慮微藻藻種的不同生長(zhǎng)特性和微藻養(yǎng)殖的不同工藝特點(diǎn)等。

產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分或活性物質(zhì)檢測(cè)方法類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)方面, 為了更好地反映微藻的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì), 亟需制定《螺旋藻多糖檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《左旋蝦青素檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《小球藻生長(zhǎng)因子檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。反映產(chǎn)品質(zhì)量和安全的產(chǎn)品類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)方面, 目前螺旋藻和雨生紅球藻產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比較健全?！妒秤寐菪宸邸冯m然仍處于有效期, 但受標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容相對(duì)產(chǎn)業(yè)明顯滯后等因素影響, 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)院黃海水產(chǎn)研究所也正在組織制定《食用螺旋藻粉質(zhì)量技術(shù)導(dǎo)則》。同時(shí), 為適應(yīng)雨生紅球藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求, 2021年修訂實(shí)施的《綠色食品藻類(lèi)及其制品》(NY/T 1709—2021)相比于原2011年標(biāo)準(zhǔn)文本增加了雨生紅球藻粉制品等內(nèi)容, 對(duì)綠色食品可食用藻類(lèi)及其制品進(jìn)一步規(guī)范。綜合考慮小球藻、雨生紅球藻和鹽藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及下游應(yīng)用行業(yè)實(shí)際需求, 建議加快制定《食用小球藻粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《食用鹽生杜氏藻粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》以及《餌料用小球藻液質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《飼料用雨生紅球藻粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》, 以期加快推動(dòng)產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用和技術(shù)迭代進(jìn)步。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái), 標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)日益受到藻類(lèi)產(chǎn)業(yè)相關(guān)從業(yè)者的重視, 隨著微藻產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的不斷提高、藻類(lèi)生物產(chǎn)品應(yīng)用得更加廣泛, 現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)已無(wú)法滿足藻類(lèi)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要。同時(shí), 微藻還是新資源食品的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新熱點(diǎn), 目前, 已被列入新資源食品的微藻種類(lèi)有鈍頂螺旋藻、極大螺旋藻、纖細(xì)裸藻、杜氏鹽藻、球狀念珠藻(葛仙米)、雨生紅球藻、蛋白核小球藻、擬微球藻與萊茵衣藻, 但針對(duì)其原料及提取物的標(biāo)準(zhǔn)并不完善, 標(biāo)準(zhǔn)體系的建立對(duì)微藻新資源食品的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺[35]。微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系對(duì)于提升微藻生物技術(shù)水平、保障產(chǎn)品質(zhì)量與安全、加速產(chǎn)業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換和提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等方面都具有十分重要的意義。構(gòu)建微藻產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系仍需要重點(diǎn)關(guān)注以下五個(gè)方面: (1) 加強(qiáng)藻類(lèi)活性物質(zhì)快速檢測(cè)技術(shù)的研發(fā), 有利于為企業(yè)提供簡(jiǎn)便可靠的檢測(cè)方法; (2) 及時(shí)修訂相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 滿足微藻新品種新產(chǎn)品發(fā)展需求; (3) 廣泛開(kāi)展微藻產(chǎn)業(yè)與食品保健品、水產(chǎn)養(yǎng)殖等下游應(yīng)用行業(yè)的合作交流和人才培養(yǎng), 不斷健全微藻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織體系; (4) 持續(xù)強(qiáng)化行業(yè)協(xié)會(huì)功能, 突出團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的重要性, 更好地激發(fā)市場(chǎng)主體的活力; (5) 積極參與制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn), 推動(dòng)國(guó)內(nèi)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同發(fā)展。

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Current circumstances, problems, and strategies of microalgae industry standardization in China

ZHOU Hao-yuan1, LIU Xiang2, GAO Zheng-quan2, MENG Chun-xiao2, LI Bin3, XIANG Wen-zhou4

(1. School of Public Administration, Shandong Technology and Business University, Yantai 264005, China; 2. School of Pharmacy, Binzhou Medical University, Yantai 264003, China; 3. Shandong Provincial Animal Product Quality and Safety Center, Jinan 250022, China; 4. South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China)

Microalgae has broad application prospects and is a popular topic in biotechnology in terms of the potential development of new resources, including species and products. Microalgae technology has been extensively studied in China for over half a century, and China’s production accounts for nearly two-thirds of all global microalgae biomass cultivation. While the microalgae industry has attracted increasing attention, China’s industrial standardization system must be improved. This study summarizes the history, current status, and future prospects for the microalgae industry in China, emphasizing the importance of establishing a consistent modern standardization system. Related issues of microalgae industrialization in China were comprehensively analyzed to evaluate appropriate microalgae germplasm resources, cultivation specifications, and product quality and safety standards. Proposed strategies considered the current standardization status of the industry and four specific standards, including the basic standards in germplasm resources classification, technical standards of the production technology process, analytical methods and standards of determining product nutrients and isolating bioactive compounds, and standards for product quality and safety.

microalgae industry; standardization; current situation; problems; strategies

Jun. 17, 2022

Q949.2

A

1000-3096(2023)6-0144-08

10.11759/hykx20220617002

2022-06-17;

2022-08-21

山東工商學(xué)院博士啟動(dòng)基金(BS202118); 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂項(xiàng)目(NYB-22267); 廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展(海洋六大產(chǎn)業(yè))專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(GDNRC[2023]38)

[Doctoral Foundation of Shandong Technology and Business University, No. BS202118; Agricultural Standard Formulation and Revision Project of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, No. NYB-22267; The Marine Economic Development Project, No. GDNPC[2023]38]

周浩媛(1991—), 女, 山東東營(yíng)人, 漢族, 博士, 講師, 主要研究領(lǐng)域?yàn)槲⒃宓馁Y源化利用及標(biāo)準(zhǔn)化研究, E-mail: zhouhao-yuan 2009@hotmail.com; 向文洲(1967—),通信作者, 男, 湖北鶴峰人, 博士, 研究員, 從事海藻生理生化、海藻天然產(chǎn)物、保健食品及可再生資源的開(kāi)發(fā)利用研究, E-mail: xwz@scsio.ac.cn.

(本文編輯: 趙衛(wèi)紅)